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Bei Abbau- bzw. Abbrucharbeiten mit Felsbrecherhämmern werden als eigentliche Arbeitswerkzeuge vorwiegend Spitzeisen, Abbruchspiesse und Flachmeissel angewendet. Die Arbeitsweise derartiger Hämmer besteht darin, dass das Arbeitswerkzeug, insbesondere ein mit einer Spitze oder einer Schneide versehener Spiess bzw. Meissel, mit Schlagbewegungen in das abzubauende bzw. abzubrechende Material, beispielsweise Gestein, Fels, Beton oder Gemäuer, getrieben wird, wobei dieses Arbeitswerkzeug neben der Funktion der Herstellung eines "Bohrloches" gleichzeitig die Funktion eines in das Material eingetriebenen Keiles ausübt, so dass einige Zeit nach dem Eindringen des Meissels unter den heftigen Schlägen das Material rissig wird und schliesslich auseinandergesprengt und gebrochen wird.
Gleich an dieser Stelle seien die Begriffe Abbau-, Abbruch- und Felsbrecherhämmer erläutert und damit auch die in der Praxis üblicherweise verwendeten derartigen Geräte :
Als Abbauhämmer werden handgehaltene Druckluftwerkzeuge, die etwa bis zu 14 oder 15 kg schwer sein können, bezeichnet. Infolge ihres geringen Gewichtes sind diese Hämmer in jeder Lage einsetzbar. Vom Bedienungsmann muss beim Arbeiten eine Anpresskraft aufgewendet werden.
Abbruchhämmer sind ebenfalls handgehaltene Druckluftwerkzeuge in einer Gewichtsklasse von 20 bis 45 kg. Diese Hämmer werden schräg bis senkrecht nach unten eingesetzt. Mit zunehmendem Hammergewicht braucht vom Bedienungsmann kein zusätzlicher Anpressdruck angewandt werden.
Die sogenannten Felsbrecherhämmer werden heute ausschliesslich nur mehr hydraulisch betrieben. Bedingt durch ihr grosses Gewicht sind diese Hämmer üblicherweise auf Abbau- oder Abbruch-Fahrzeugen oder-Maschinen, z. B. auf Baggern, eingesetzt und dienen für schwierige, grossflächige Abbrucharbeiten bzw. zum Zerkleinern von Felsblöcken. Grosse Felsbrecherhämmer können eine Schlagarbeit von bis zu 7350 J erreichen.
Die mit dem abzubauenden Gestein, Mauerwerk oder Beton direkt in Berührung kommenden Teile der genannten Hämmer, nämlich die Spiesse bzw. Meissel, die vorzugsweise als sogenannte Spitzeisen oder als Flachmeissel (mit Schneide) ausgebildet sind, unterliegen, was ihr Einsteckende in das Druckluft- oder Hydraulikwerkzeug betrifft, international den jeweiligen Normvorschriften.
Die Spitzen der Eisen und die Formen der Flachmeissel unterliegen keinen Normbestimmungen und daher sind diese die tatsächliche Abbrucharbeit leistenden Teile der Meissel von Produkt zu Produkt unterschiedlich ausgebildet.
Aus der Praxis ist bekannt, dass trotz bester Wärmebehandlung dieser hochbeanspruchten Teile je nach Abtragmedium insbesondere die Spitzen bzw. Schneiden oft schon nach kurzzeitigem Einsatz stumpf werden und damit nicht mehr voll wirksam sind.
Verabsäumt der Bedienungsmann aus Gründen jeglicher Art das Nachschärfen der Meissel-Spitze oder-schneide, dann kann dies zum Schaft- oder Kolbenbruch führen.
Beim Eintreiben und Einschlagen des vorzugsweise als Spitz- oder Flachmeissel ausgebildeten Arbeitswerkzeuges entstehen einerseits reichlich Staubteilchen, die sich dämpfend und vortriebshindernd auswirken und anderseits wurde gefunden, dass zwischen Meisseloberfläche und der Oberfläche eines in das Gestein oder den Beton eingetriebenen Loches eingeschlossene Luftblasen durch die schlagend vordringende Spitze oder Schneide hoch komprimiert und durch die Staubteilchen gehindert werden, an die Oberfläche des Gesteins oder Betons zu entweichen. Meist ist ein solches Entweichen höchstens teilweise möglich. Die Folge hievon ist, dass der Bereich der Meissel-Spitze bzw. Meisselschneide einer starken Erhitzung ausgesetzt wird.
So konnte beobachtet werden, dass bei Felsbrecharbeiten die eingetriebene Spitze des Meissels noch 2 bis 3 cm von der Spitze weg dunkelkirschrot glühte und somit etwa 500 C hatte. Als einzigen Rat hiezu geben die Hersteller von Abbau- und Felsbrecherhämmern und für deren dazugehörige Werkzeuge, dass beim Eintreiben der Meissel-Spitze der Hammer langsam in einer Richtung, z. B. vor-und zurück-bzw. hin-und hergeschwenkt werden sollte, damit der gebildete Staub entweichen kann.
Die Praxis zeigte, dass diese Empfehlung eine relativ wirkungslose Bedienungsvorschrift ist, denn sie ist schon dann nicht mehr anwendbar, wenn die Spitze etwas tiefer ins Material vorgedrungen ist und ein Hin- und Herschwenken des Hammers zuerst beeinträchtigt und später überhaupt nicht mehr möglich ist.
Aus den DE-PS Nr. 764761 und Nr. 828385 werden Keilspitzeisen bekannt, die auf ihrem Schaft,
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nicht jedoch auf ihrer Schaftspitze Zusatzkeile aufweisen. Durch diese Zusatzkeile soll das Abspalten der Kohle wesentlich verbessert werden.
Aus den GB-PS Nr. 245, 079 und Nr. 468, 999 werden Picken für den Abbau von Kohle bekannt.
Derartige Einsteckwerkzeuge waren seinerzeit für schlagende Werkzeuge mit einer sehr geringen Frequenz vorgesehen. Der Querschnitt im Bereich der Spitze war so ausgebildet, dass mit relativ geringer Kraft in das abzubauende Material eingedrungen werden konnte, d. h. es waren ent- sprechende grosse Ausnehmungen od. dgl. vorgesehen.
Aus der DE-PS Nr. 800853 ist ein Spitzeisen mit einem Hartmetalleinsatz bekannt, das zwei
Aussparungen aufweist. Die Aussparungen haben wieder die Aufgabe, das Eindringen desselben in das zu bearbeitende Material zu erleichtern, da ein geringerer Querschnitt vorliegt.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, den raschen Verschleiss der direkt mit dem abzu- brechenden Material in Berührung kommenden Teile der Arbeitswerkzeuge, beispielsweise der
Spitzen, Kanten und/oder Schneiden von Meisseln, zu verringern und derartige schlagend Fels- brecher-Werkzeuge mit wesentlich erhöhter Lebensdauer zu schaffen, so dass wertvolles Werkzeug- - Material eingespart werden kann und das aufwendige Auswechseln und Nacharbeiten der Meissel nur mehr in wesentlich grösseren Intervallen als bisher erfolgen muss. Mit der wesentlichen Hinaus- zögerung des Stumpfwerdens der Arbeitswerkzeuge ist auch das oben erwähnte Risiko eines Schaft- oder Kolbenbruches wesentlich verringert. Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, am Arbeitswerkzeug, z.
B. in der Nähe der Spitze, Kante oder Schneide eines Abbruchspiesses oder Meissels, einen oder mehrere Wege vorzusehen, entlang welchem bzw. welchen die beim Arbeiten im gefertigten Loch sich bildende, hoch komprimierte Luft bzw. solche Gase schadlos zur Material-Oberfläche abgeführt werden.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Fels- bzw. Gesteinsbrecher-Werkzeug, insbesondere Felsbrecherhammer, das bzw. der im wesentlichen aus einem, eine Schlagbewegung erzeugenden Antriebs-Werkzeug, beispielsweise einem Druckluft- oder Hydraulik-Werkzeug bzw. -Hammer, und einem mit diesem über dessen Schaft-Teil, vorzugsweise lösbar verbundenen Arbeitswerkzeug, beispielsweise einem Abbruchspiess, gebildet ist, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest in dem mit dem abzubrechenden Material in Berührung kommenden Teil des Arbeitswerkzeuges, insbesondere Meissels, mindestens ein sich im wesentlichen von dessen vorderem, aufschlagenden Ende, beispielsweise von der Spitze des Spiesses bzw. der Schneide des Meissels, gegen den Schaft-Teil des Arbeitswerkzeuges erstreckender Abführkanal für die aus dem geschlagenen Loch entweichende Luft angeordnet ist.
Obwohl es theoretisch vorteilhaft wäre, die erfindungsgemäss vorgesehenen Kanäle, die zur Abführung der komprimierten Luft und gegebenenfalls Gesteinstaubes vom besonders beanspruchten Ende, also z. B. der Spitze oder Schneide des Arbeitswerkzeuges zur Oberfläche des zu bearbeitenden Materials dienen, direkt bis an dieses Ende zu führen, um direkt von dort die Luft abzuführen, hat es sich gezeigt, dass die vorteilhaften Effekte auch dann erhalten bleiben, wenn diese Abführkanäle nur bis knapp, also etwa bis einige Millimeter, z. B. etwa 2 bis etwa 10 mm, vor der Spitze, Kante bzw. Schneide des Arbeitswerkzeuges geführt werden.
Die Abführkanäle selbst können in Form einer oder mehrerer zur Achse des Arbeitswerkzeuges etwa parallelen Bohrung (en) ausgebildet sein, die im Bereich des Schaftes schliesslich nach aussen geführt sind.
Besonders bevorzugt ist es jedoch, die Abführkanäle in Form von in die Oberfläche des Arbeitswerkzeuges eingearbeiteten Nuten oder Rillen auszubilden. Diese Nuten bzw. Rillen können etwa achsebenparallel oder auch etwa spiralig oder schraubenförmig ausgebildet sein.
Diese Abführnuten haben günstigerweise etwa halbrunden oder etwa parabelförmigen Querschnitt.
Weiters hat es sich als günstig erwiesen, wenn sich die Querschnittsfläche der Nut vom schlagenden Ende, z. B. von der Spitze oder der Schneide des Meissels, gegen den Schaft hin vergrössert. Diese Querschnittsvergrösserung kann vorzugsweise von etwa 1 : 1, 1 bis etwa 1 : 5, vorzugsweise von 1 : 1 bis 1 : 3, betragen.
Die Ausbildung der Abführkanäle in Form von Nuten bzw. Rillen hat, wie praktische Er- fahrungen zeigten, den Vorteil, dass es zu keinen Funktionsstörungen infolge eines Zusetzens mit
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Staub kommt. Wenn die Kanäle in Form von Bohrungen ausgebildet sind, lassen sich derartige Funktionsstörungen oft nicht ganz ausschliessen.
Die Ausführungsform der Nuten mit etwa halbrundem, also keine "Nischen" aufweisendem, Querschnitt bewirkt eine Art Selbstreinigungskraft der Nuten, die insbesondere durch die bevorzugt vorgesehene Erweiterung des für die Abführung von Luft und Staub zur Verfügung stehenden Querschnittes der Nuten noch verstärkt wird.
Bei Meisseln handelsüblicher Bauart, die beispielsweise einen zylindrischen Schaft mit einem Durchmesser von 100 mm aufweisen, können die Breite der Abführnuten von etwa 2 bis etwa 20 mm, insbesondere von etwa 2 bis etwa 8 mm, und die Nut-Tiefen von etwa 1 bis etwa 10 mm, vorzugsweise von etwa 2 bis etwa 5 mm, betragen. Im Falle von Felsbrechermeisseln mit Schaftdurchmessern von 135 mm sind an der Meissel-Spitze beispielsweise drei um jeweils 120 versetzte halbrunde Nuten von etwa 3 bis etwa 8 mm Breite und etwa 3 bis etwa 5 mm Tiefe angeordnet. Die Arbeitswerkzeuge, insbesondere Meissel, können beispielsweise 6 oder mehr Nuten aufweisen, vorzugsweise sind bei Spitzmeisseln 2 bis 4 Nuten vorgesehen, die vorzugsweise im gleichen Winkel zueinander versetzt am Mantel der Meissel-Spitze angeordnet sind.
Die Nut-Breite beträgt bei dieser Ausführungsform 3 bis 5 mm, die Nut-Tiefe 2 bis 3 mm.
Die Nuten sind vorteilhaft zumindest von knapp vor der tatsächliche Spitze bzw. Schneide des Meissels bis zum Übergang der Spitze in den Meissel-Schaft eingearbeitet, beispielsweise eingeschliffen.
Sowohl der Schaft wie insbesondere auch die Spitze von Spitzeisen bzw. Spitzmeisseln können auch andern als kreisförmigen, also z. B. sechseckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen, die Nuten können dann entlang der entsprechenden Kanten, aber auch in der Mitte der Seiten dieser Querschnittsformen geführt sein.
Die Nut-Tiefe und-Breite sind nicht auf die oben angegebenen Grenzwerte beschränkt, diese können auch wesentlich überschritten werden, so dass der Anfang der Meissel-Spitzen beispielsweise etwa kreuz- oder sternförmigen Querschnitt annehmen kann.
Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, die Meissel-Spitze als in ihrem breitesten Teil einen den Querschnitt des Meissel-Schaftes allseitig übersteigenden Querschnitt aufweisenden Meissel- - Kopf auszubilden. Vorteilhaft weist der solcherart "verdickte" Meissel-Kopf eine etwa parabel- förmige "Spitze" auf, eine Form, welche Meissel-Spitzen nach kurzer Betriebszeit ohnedies annehmen, die also der bei der Abnutzung entstehenden Form gleich von vornherein entspricht.
Der Querschnitt des "verdickten" Kopfes kann jenen des Schaftes vorteilhaft um etwa 2 bis etwa 10 mm, insbesondere um etwa 2 bis etwa 5 mm, überragen, allerdings ist die "Verdickung" keineswegs auf diese Werte beschränkt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Querschnitt des Meissel-Kopfes jenen des Meissel- - Schaftes etwa um den Betrag der Tiefe der Nut (en) an der Übergangsstelle von der Meissel-Spitze zum Meissel-Schaft übersteigt. Mit der Verdickung der Meissel-Spitze in Form eines Meissel-Kopfes wird einerseits ein Ersatz des durch das Einarbeiten der Nuten verlorengegangenen, für den Abbauvorgang aber wichtigen Meisselmaterials geschaffen, anderseits wird insbesondere ein freies Abführen der Luft im Ringraum zwischen Schaft und Wand des gefertigten Loches erreicht, wenn der Meissel schon tiefer ins Gestein eingedrungen ist.
Bei Spitz- oder Flachmeisseln kann unter anderem zur Unterstützung des Effektes der Luftabführung entlang des Schaftes auch der Schaft des Meissels selbst eine oder mehrere, vorzugsweise breitere, und gegebenenfalls auch tiefere Nuten als die an der Meissel-Spitze bzw. -Schneide angeordneten Nuten aufweisen und infolgedessen einen etwa mehrlappigen, multilobalen, z. B. etwa kreuz- oder sternförmigen, Querschnitt aufweisen.
Vorteilhaft sind die Nuten am Schaft so ausgebildet, dass sie sozusagen die Nuten an der Meissel-Spitze fortführen bzw. verlängern.
Flachmeissel mit Kanten oder Schneiden sind analog zu den Spitzmeisseln ausgebildet. Üblicherweise ist jeweils an jeder der beiden Schneiden-Flanken zumindest eine, bis knapp vor die Schneide geführte, vorteilhaft ebenfalls etwa halbrunden oder etwa parabelförmigen Querschnitt aufweisende, Nut eingearbeitet. Je nach Breite der Schneiden können jeweils zwei oder mehrere Nuten pro Flanke vorgesehen sein. Die Abstände der Nuten voneinander betragen bei Flachmeisseln in der Praxis
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beispielsweise etwa 20 bis etwa 50 mm. Praktische Erprobungen von mit mehreren Nuten versehenen Meisseln verschiedener Form an äusserst harten Betonfundamenten haben gezeigt, dass die Lebensdauer der Meissel-Spitzen bzw. -Schneiden von etwa einer halben Stunde auf 4 h erhöht, also verachtfacht, werden konnte.
Dieser Effekt der Verschleissverminderung durch die erfindungsgemässe Anordnung von Abführkanälen dürfte darauf zurückzuführen sein, dass es beim Schlagen des Felsbrechermeissels gegen das Gesteinsmaterial im bereits gefertigten Loch nicht mehr zu der hohen Kompression der Luft und damit zur Erhitzung des Werkzeug-Vorderteiles kommen kann, da sowohl Luft als auch Staub über die am Arbeits-Werkzeug angeordneten Nuten, bevor eine schädigende Wirkung infolge der Luftkompression auftreten kann, an die Oberfläche des bearbeiteten Gesteins abgeführt werden.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 die Seitenansicht eines kreisförmigen Querschnitt aufweisenden, erfindungsgemäss mit vier Nuten versehenen Spitzmeissels, Fig. 2 die Seitenansicht eines ebenfalls kreisförmigen Querschnitt aufweisenden, erfindungsgemäss mit vier Nuten und einem verdickten Meissel-Kopf ausgestatteten Spitzmeissels, Fig. 3 die Seitenansicht eines erfindungsgemäss mit vier Nuten in den Schneiden-Flanken versehenen Flachmeissels, Fig. 4 die Vorderansicht des in Fig. 3 gezeigten Meissels, Fig. 5 die Seitenansicht eines einen sechskantigen Schaft und eine Meissel-Spitze quadratischen Querschnittes aufweisenden, erfindungsgemäss mit zwei Nuten versehenen Spitzmeissels, Fig. 6 die Vorder-
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Spitze- Spitze entlang der Schnittebene X-Y.
Der in Fig. 1 gezeigte Meissel hat einen Schaft-l-mit üblicherweise kreisrundem Querschnitt (er kann aber gegebenenfalls auch die dort schraffiert gezeichnete, durch vier Ausnehmungen --lb-- unterbrochene Kreisform aufweisen). Die Meissel-Spitze --2-- mit ebenfalls kreisförmigem Querschnitt ist bei dieser Ausführungsform dreimal gebrochen und weist auf diese Weise angenähert drehparaboloide Form auf. Einige Millimeter von der Spitze --2a-- des Meissels entfernt beginnen die vier gegen den Schaft-l-hin geführten, sich in dieser Richtung verbreiternden halbrunden Nuten 3.
In der Nähe der eigentlichen Meissel-Spitze --2a-- beträgt die Nutbreite etwa 2 bis 3 mm, an der Übergangsstelle --la-- zwischen Meissel-Spitze --2-- und Meissel-Schaft --1--, wo die Nuten etwa enden, beträgt deren Breite schliesslich etwa 6 bis 8 mm, die Tiefe der Nuten --3-- steigt gegen den Schaft-l-hin von etwa 2 auf etwa 3 mm. Mit --4-- ist der Bund des Meissels und mit --6-- dessen Einsteck-Schaft bzw. Einsteckende bezeichnet.
In den Fig. 1 bis 9 sind analoge Teile mit jeweils den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des ebenfalls sowohl im Schaft-l-als auch in der Spitze --2-- kreisrunden Querschnitt aufweisenden Meissels ist die Meissel-Spitze --2-- als den Querschnitt des Schaftes mit seinem Querschnitt überragender, verdickter Meissel-Kopf ausgebildet. Der Radius des Meissel-Kopfes an seiner dicksten Stelle übersteigt den Radius des Meissel- -Schaftes um einige Millimeter, vorzugsweise um den Betrag der Tiefe der Nut --3-- an der Übergangsstelle --la-- von Meissel-Kopf (bzw. Meissel-Spitze --2--) zu Meissel-Schaft --1--.
Der in den Fig. 3 und 4 gezeigte Flachmeissel. weist eine mit --2-- bezeichnete Meissel-Schneide auf, in welche vier, etwa 2 bis 3 mm tiefe und 4 bis 6 mm breite Nuten --3-- eingearbeitet sind, die von knapp hinter der gebrochenen tatsächlichen Schneidenkante --2a-- bis an die Übergangs- stelle --la-- von Schneide --2- zu Schaft --1-- geführt sind.
Bei dem in den Fig. 5 bis 7 gezeigten Spitzmeissel, welcher einen sechskantigen Schaft-l- und eine quadratischen Querschnitt aufweisende Meissel-Spitze --2-- aufweist, sind nur an zwei einander gegenüberliegenden Seiten der durch eine quadratische Pyramide gebildeten Meissel- -Spitze --2-- zwei einander gegenüber angeordnete, sich gegen den Meissel-Schaft verbreiternde, halbrunde Nuten --3-- eingearbeitet. Die gebrochene Spitze --2a-- der Meissel-Spitze ist vorzugsweise geschliffen.
Bei der in den Fig. 8 und 9 dargestellten, etwa paraboloid ausgebildeten Meissel-Spitze-2-- sind in diese, ursprünglich etwa quadratischen Querschnitt aufweisende Meissel-Spitze-2-, je-
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--3-- mit- Spitze --2-- etwa Kreuzform auf.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Fels- bzw. Gesteinsbrecher-Werkzeug, insbesondere Felsbrecherhammer, das bzw. der im wesentlichen aus einem, eine Schlagbewegung erzeugenden Antriebs-Werkzeug, beispielsweise einem Druckluft- oder Hydraulik-Werkzeug bzw. -Hammer, und einem mit diesem über dessen Schaft-Teil, vorzugsweise lösbar, verbundenen Arbeitswerkzeug, beispielsweise einem Abbruchspiess gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in dem mit dem abzubrechenden Material in Berührung kommenden Teil des Arbeitswerkzeuges, insbesondere Abbruchspiess, mindestens ein sich im wesentlichen von dessen vorderem, aufschlagenden Ende, beispielsweise von der Spitze des Spiesses bzw.
der Schneide des Meissels, gegen den Schaft-Teil des Arbeitswerkzeuges erstreckender Abführkanal für die aus dem geschlagenen Loch entweichende Luft, vorzugsweise in Form einer Nut oder Rille angeordnet ist.